【摘 要】
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Two-dimensional electron gas(2DEG)with high electron mobility is highly desired to study the emergent prop-erties and to enhance future device performance.Here we report the formation of 2DEG with high mobility at the interface between rock-salt BaO and p
【机 构】
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Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics,Institute of Physics,Chinese Academy of Sci
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Two-dimensional electron gas(2DEG)with high electron mobility is highly desired to study the emergent prop-erties and to enhance future device performance.Here we report the formation of 2DEG with high mobility at the interface between rock-salt BaO and perovskite SrTiO3.The interface consists of the ionically compensated BaO1-δ layer and the electronically compensated TiO2 layer,which is demonstrated as a perfect interface with-out lattice mismatch.The so-formed interface features metallic conductivity with ultralow square resistance of 7.3×10-4 Ω/□ at 2K and high residual resistance ratios R300K/R2K up to 4200.The electron mobility reaches 69000 cm2·V-1·s-1 at 2K,leading to Shubnikov-de Haas oscillations of resistance.Density functional theory cal-culations reveal that the effective charge transfers from BaO to the Ti 3dxy orbital occur at the interface,leading to the conducting TiO2 layer.Our work unravels that BaO can adapt itself by removing oxygen to minimize the lattice mismatch and to provide substantial carriers to SrTiO3,which is the key to forming 2DEGs with high mobility at the interfaces.
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